Finlands första solenergiby
av Bjarne Nyman Forum 1983-06, sida 09-11, 30.03.1983
leringsmaterial. Men expansionen ägde rum bara fram till år 1980. Redan 1981 minskade försäljningen av isolationsmaterial, vilket innebar en liten chock för industrin. Ar 1982 var tillväxten obetydlig. I statsbudgeten för 1983 skars statsanslagen ner för sådant stöd som beviljas för energisparande årgärder inom bl a bostäder - från 150 milj mark till 50 miljoner. I år blir det troligen åter frågan om en nedgång vad gäller försäljningen av isolationsmaterial.
- På lång sikt kommer dock energibesparande åtgärder att utgöra en central fråga inom byggnadsbranschen. Energin är fortsättningsvis dyr och sparåtgärder och energiinvesteringar lönar sig på lång sikt. Nedgången just nu är tillfällig.
Även nybyggen - trots allt
En förskjutning i riktning mot sanering av det nuvarande bostadsbeståndet betyder inte att utmaningar skulle saknas på nybyggandets område.
- På 60-talet byggde man antingen billigt och fult eller dyrt och vackert, säger Jouko Rantanen. Stora bostadsområden byggdes ut, vilket gav möjligheter till långa serier inom produktionen av byggnadsmaterial.
Nu och i framtiden är de bostadsområden som byggs vanligen små, vilket medför ett kostnadstryck.
-
Ännu existerar en klyfta mellan dem som planerar och dem som bygger. Den här klyftan borde överbyggas ifall vi skall kunna uppföra små bostadsområden utan att kostnaderna skjuter i höjden. Änsålänge har parningen av begreppen “billigt och ‘vackert’ inte lyckats, och orsaken är klyftan mellan planerare och byggare.
-
Små områden måste planeras så att de lämpar sig för industriell produktion -— tillräckligt långa serier inom produktionen, alltså. Detta kommer att vara 80-talets utmaning: Hur planera bostadsområden så, att husen är estetiskt tilltalande samtidigt som produktionsserierna är tillräckligt långa?
Det nya bostadsområdet på Skatudden i Helsingfors illustrerar problematiken. Det var ämnat att bli såväl billigt som individuellt. Individuellt blev det kanske, men definitivt inte billigt. Det kan alltså dröja en tid innan arkitekter, planerare, byggherrar och industrin talar samma språk.
|
Solenergibyn i Kervo har solfångare som sammanlagt täcker en yta på 1100 m?.
Av Bjarne Nyman
Landets första solenergiby
SOLEN VÄRMER ÅRET RUNT
I KERVO
Tack vare en unik lagringsmetod kan invånarna i solenergibyn i Kervo dra nytta av solens värme året om. Under våren och sommaren ”laddas” ett värmemagasin, vars energiinnehåll sedan kan utnyttjas under årets kalla månader. Solenergiprojektet som startade år 1979 har nu avancerat så långt att insamlingen av data för praktisk utvärdering av solenergins möjligheter i vår land kan påbörjas.
H Om ca tre år kommer våra energipolitiska beslutsfattare att ha tillgång till praktiskt användbar data om solenergins möjligheter i Finland. Då skall nämligen utvärderingarna av solenergiexperimentet i Kervo stå klara.
Solenergibyn vars byggnadsarbeten påbörjades hösten 1981 blev inflyttningsklar i början av detta år. Nu har 44 familjer installerat sig i byn, energisystemen har körts igång och energiexperterna som planerat by kan se fram emot experimentets P u— — —>–o X–”—.Inn— On OHUl]HwH Out W nnnnnnnDvvvznnononnuoooocac2mmmmmmeeoommmommsmmmmmmmmmmmm andra viktiga skede — insamlingen av data för att utvärdera projektet. De första praktiskt användbara resultaten väntar man sig kunna delge beslutsfattare och allmänhet redan om ungefär ett år.
Solenergiprojektet i Kervo startades på initiativ av SITRA, KeskusSATO Oy, Bostadscentrallaget EteläSuomen Haka och Kervo stad. För finansieringen av projektet —- både i form av lån och investeringsbidrag - står bostadsstyrelsen, handelsoch industriministeriet, inrikesministeriet och SITRA. Imatran Voima Oy kom för sin del med i projektet våren 1981 då initiativtagarna märkte att det fattades en miljon mark.
Solenergibyn har kostat ca 21 miljoner mark att uppföra. För den summan har alltså nu färdigställts sammanlagt 44 bostäder som omfattar två, tre och fyra rum (+ kök och bastu), samt gemensamma utrymmen.
Lagringsmetoden unik
Tanken bakom solenergiexperimentet är att samla upp och lagra solenergi under de varma månaderna med stark solinstrålning och utnyttja den lagrade värmen under årets kalla månader. Uppsamlingen av solenergi sker på ”konventionellt” sätt med hjälp av solpaneler (sammanlagt 1 100 m?). Lagringen sker i en vattenbassäng på 1500 m? och i den omgivande berggrunden. Vattenbassängen har nämligen gjutits in i berggrunden alldeles i anslutning till själva byn.
Lagringsmetoden torde vara unik i hela världen. Det finns exempel på lagring där man ”kör ner” solenergin direkt i marken. Det finns också exempel på lagring av solenergi i isolerade vattenbassänger. I Kervo utnyttjas ett system som medger lagring utan isolering gentemot den omgivande berggrunden. Värmeför fu — — 10
Solenergibyns arkitektur är iögonenfallande. Från söder domineras vyerna av solpanelerna. Om man beskådar byn från nordsidan lägger man genast märke till avsaknaden av stora fönsterytor. Allt för att maximera upptagningen av solenergi och för att minska förlusterna. Till vänster en detalj från byns hjärta och hjärna, maskinrummet.
Vattenmagasin
Uppvärmning (0)
Solfångare
Yttre — Inre borrhål
Ett förenklat funktionsschema över solvärmesystemet och värmelagret i Kervo so energiby.
lusterna motarbetas i stället av borrhål som likt sprötena i två olika stora paraplyer går ner i berggrunden runt omkring vattenbassängen.
Värme som sprider sig från bassängen till omgivningen återvinns genom att man låter det slutna vattensystemets avkylda vatten strömma ner i de yttre borrhålen. Det kalla vattnet tar då hand om den värme som spridit sig från bassängen till den omgivande berggrunden. Därmed fungerar också själva berggrunden som lagringsbassäng för solenergi. Enligt de teoretiska beräkningarna kan ungefär en tredjedel av den energi som annars skulle försvinna återvinnas tack vare borrhålen.
Temperaturskiktad bassäng
I vattenbassängen, som är utforma som en cylinder, är vattnet av olika temperatur på olika nivåer. Enligt beräkningarna kommer vattentemperaturen vid ytan att ligga på omkring 70 2C och på bottennivån på omkring 10 »C. Ju mera energi det finns i magasinet desto längre ner mot bottnen sträcker sig det heta vattenskiktet. Mellan det varma vattenskiktet och det kalla finns ett övergångsskikt som man strävar till att hålla så tunnt som möjligt.
Klart definierade skikt i vattenbassängen är viktiga framför allt med tanke på energieffektiviteten i systemet. För att undvika omblandning av de olika skikten pumpas solvärmt vatten in på en nivå med samma temperatur som det värmda vattnet har. För att uppnå detta uppmätes temperaturen i vattenmagasinet på olika nivåer kontinuerligt och via en fiffigt konstruerad = hissanordning styrs det inkommande vattnet automatiskt in på rätt nivå.
Effektiv värmepump
Av den solinstrålning som träffar solpanelerna på bostädernas tak och väggar kan ca 50 procent överföras till den vatten-glykolblandning som cirkulerar i panelsystemen. Via värmeväxlare överförs sedan solvärmen till det slutna vattensystemet. Beroende på lagersituationen kan detta vatten antingen pumpas in i vattenmagasinet (på rätt nivå) eller via den inre ringen av borrhål (där det värms ytterligare) till värmeväxlarna i bostäderna. Efter att ha avgett sitt värme till bostädernas luftburna värmesystem går det vidare till vattenmagasinet.
Från vattenmagasinets botten går kallt vatten (ca 10 2C) till solpanelerna via en värmepump som har två funktioner. Samtidigt som det kalla vattnet ytterligare kyls (före det kommer till panelerna) värmer pumpen det vatten som tas från bassängens yta (innan det går till bostädernas vatten-luftvärmeväxlare).
Värmepumpens effekt ligger på ca 500 kW. Med hjälp av denna värmepump hålls också temperaturen i den yttre ringen av borrhåll på samma nivå (+ 7 ”C) som berggrundstemperaturen. Området innanför den yttre ringen av borrhål används som värmemagasin genom att man låter hett vatten strömma genom det inre ”paraplyet” av borrhål. Då också berggrunden används som värmemagasin blir energilagrets totalvolym ca 12 000 m?.
God självförsörjningsgrad
Man har beräknat att den totala solstrålningen som träffar panelerna under ett normalt år innehåller omkring 1200 MWh energi. Av denna strålning förmår solpanelerna ta till vara ca 570 MWh. Överföringsförlus terna i rörsystemen beräknas uppgå till ungefär 100 MWh. Lagringsförlusterna kan tänkas bli ca 90 MWh. Till systemet förs yttre energi sammanlagt 125 MWh under ett år. Denna energimängd går åt till att driva framför allt värmepumpen, men också till cirkulationspumpar, fläktar och annan teknisk utrustning som hör till systemet.
Under ett normalt år ger detta utrymme för förbrukning av 500 MWh, vilket är tillräckligt för hela byns behov av uppvärmning och varmvatten.
Med en yttre energitillförsel på 125 MWh/a och en förbrukning på ca 500 MWh blir självförsörjningsgraden beträffande uppvärmningsenergin i bästa fall nära 80 procent. Med andra ord betalar invånarna i solenergibyn ca en femtedel av den summa vanliga dödliga betalar.
Men det är ju inte garanterat att allting fungerar enligt planerna. För säkerhets skull har man därför angett en självförsörjningsgrad som kan variera från 50 procent och uppåt. För säkerhets skull har man också installerat elpannor (2 x 220 kVW), som kan sättas i funktion omedelbart ifall Mr Murphy skulle komma på besök.
Individuella mätare
Invånarna i Kervo solenergiby betalar endast för den energi de konsumerar själva. Varje lägenhet har försetts med mätare som direkt anger förbrukningen av energi. I varje lägenhet finns också inställbar reglerutrustning som gör det möjligt att på förhand bestämma hur man vill att temperaturen skall variera i bostaden under dygnets olika timmar. (Många föredrar ju att sova med en något sänkt rumstemperatur.)
Som en kuriositet kan nämnas att varje lägenhet har en knapp för
RU ”hemma-borta”, som sänker rumstemperaturen för perioder då ingen befinner sig i lägenheten. Avbrytaren är praktiskt placerad invid ytterdörren.
Solpanelerna har nu varit i funktion i över en månads tid. Redan i februari värmdes vatten-glykolblandningen i panelsystemet under solrika dagar till över 40 2C. Och allt sedan dess har ”laddningen” av energimagasinet pågått.
Tillsvidare sköts solenergibyn manuellt, dvs om mätarna tyder på att det lönar sig att sätta solpanelerna i funktion så är det någon som trycker på rätt knapp. Som bäst håller man på med att installera en dator (HP-9845 bordsdator) som skall styra samtliga system och dessutom insamla behövliga data för utvärdering av experimentet.
Erergikostnaderna blir låga för invånarna i solenergibyn, men hur är det med investeringskostnaderna? Totalkostnaderna per kvadratmeter bostadsyta blev ungefär 5 000 mk. Drygt 1000 mk/m? har beviljats som understöd främst därför att det är fråga om experimentbyggande. För den enskilda invånaren blev det skuldfria priset då 3800 mk/m?, en summa som motsvarar kvadratmeterpriset i vanliga radhus på området.
Men enligt tekn lic Matti Heikkilä, som från IVO:s sida medverkar i projektet finns det ännu mycket i övrigt att önska beträffande lönsamheten. Nu har man i Kervo koncentrerat sig på avancerade tekniska lösningar, som i sig höjer kostnaderna.
Genom att pruta på självförsörjningsgraden och olika verkningsgrader skulle det vara möjligt att åstadkomma billigare lösningar. De tekniskt sett mest avancerade lösningarna är sällan de mest ekonomiska. [ 11